王久慶

（中國石化江漢油田分公司鹽化工總廠，湖北潛江433121）

鈣含量測定原理及過程分析

王久慶

（中國石化江漢油田分公司鹽化工總廠，湖北潛江433121）

簡述了鈣指示劑的結(jié)構(gòu)、變色原理及與Ca2+的作用原理，論述了鈣指示劑與EDTA的反應(yīng)過程、干擾鈣指示劑發(fā)揮作用的物質(zhì)及pH值對鈣指示劑的影響。

鈣含量；測定原理；過程分析

溶液中鈣含量的測定方法是在測定完有效氯的溶液中，加入少量鹽酸，然后加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)pH值至11~13，加入適量鈣指示劑搖勻，用0.1mol/L的EDTA進(jìn)行滴定直至溶液從藍(lán)色變?yōu)榫萍t色。

1 鈣指示劑的結(jié)構(gòu)、變色原理及與Ca2+的作用原理

當(dāng)pH值＜8時(shí)，鈣指示劑中有2個－OH，其分子中π-π*躍進(jìn)能量高，吸收能量較高的短波長光而顯酒紅色。

當(dāng)pH值為8～13時(shí)，其分子中1個OH－以－O－形式存在，由于－O－的強(qiáng)烈斥電子作用，使電子云密度增加，因而降低了π*成鍵軌道的能級，從而使π-π*躍進(jìn)能量降低，吸收峰紅移，即吸收能量較低的紅色光而顯藍(lán)色。

當(dāng)pH值＞13時(shí)，分子中2個OH都以－O－形式存在，它們對萘環(huán)的斥電子作用同時(shí)增加，大小相同，其結(jié)果就使－N＝N－上的電子云密度未發(fā)生改變，π-π*躍進(jìn)能量回到pH值＜8時(shí)的能量，故其溶液仍呈現(xiàn)酒紅色。

當(dāng)Ca2+與鈣指示劑結(jié)合時(shí)，溶液的pH值＜8時(shí)，Ca2+并未與鈣指示劑反應(yīng)，溶液的顏色是鈣指示劑自身的顏色，當(dāng)溶液中pH值為8~13時(shí)，指示劑與鈣發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，同時(shí)由于鈣離子的強(qiáng)離子作用，使得另一個－OH離解成－O－，并與之形成離子鍵，結(jié)構(gòu)如下：

2 鈣指示劑與EDTA的反應(yīng)過程

在pH值為8~13的溶液中，Ca2+與指示劑結(jié)合，以A式存在，當(dāng)以EDTA進(jìn)行滴定時(shí)，Ca2+與EDTA形成如下正八面體絡(luò)合物。

相對于A式而言，其穩(wěn)定常數(shù)高出許多倍，鉻藍(lán)黑在pH值為9、10、11、12時(shí)的穩(wěn)定常數(shù)分別為1.07、2.08、3.08和4.07。

3 干擾鈣指示劑的物質(zhì)

3.1 指示劑

指示劑相對較為穩(wěn)定，但遇濃鹽酸或Na2S2O4（保險(xiǎn)粉）時(shí)，易發(fā)生分解。有效氯測定完成后，溶液中有較濃的鹽酸易引起指示劑分解，因此，要在調(diào)節(jié)pH值至10～12后再加入指示劑。

3.2 溶液中的離子

由于K+、Na+所帶電荷少，離子半徑與絡(luò)合所需半徑不合適，不易與EDTA、鈣試劑生成絡(luò)合物，對整個絡(luò)合反應(yīng)沒有影響。OH－能與Ca2+形成Ca（OH）2沉淀，I－離子半徑很大，也不易與Ca2+形成穩(wěn)定絡(luò)合物，對實(shí)驗(yàn)無影響。

4 pH值對鈣指示劑的影響及控制

此時(shí)，溶液中產(chǎn)生Ca（OH）2沉淀。

滴定完有效氯的溶液，加入8mol/LKOH，至產(chǎn)生Ca（OH）2沉淀，然后用稀鹽酸滴至沉淀剛好消失。溶液中過量鹽酸被KOH中和后，加入少量稀鹽酸，再用KOH少量，至剛好產(chǎn)生少量Ca（OH）2沉淀為止，由于初形成Ca（OH）2，可以反推。此時(shí)溶液的pH值為11~13，加入少量蒸餾水稀釋使溶液體積接近100mL，再加入鈣指示劑搖勻，就會得到天藍(lán)色的鈣－鈣指示劑絡(luò)合物溶液。由于pH值已控制為11～13，此時(shí)用EDTA可非常方便準(zhǔn)確地滴定至終點(diǎn)。

Ca（OH）2溶解度為1.2 g/L

一般而言，有效氯測定后溶液體積為100mL，則：

Determ ination principlesof calcium contentsand itsprocessanalysis

WANG Jiu-qing
(SaltChemical Industry GeneralPlant,Jianghan Oil Field Branch,SINOPEC,Qianjiang 433121,China)

The structure and color deterioration theory of calcium indicatorand action principlesofCa2+were introduced briefly.The reaction process between calcium indicator and EDTA,disturbance materials of calcium indicatorand the influence ofpH valueon calcium indicatorwere discussed.

calcium contents;determinatoin principles;processanalysis

book=28,ebook=137

TQ075+.1

B

1009－1785(2010)08－0028-02

2010-06-23